LED驅動電源的應用

由於LED加工製造的特殊性，導致不同的生產廠家甚至同一個生產廠家在同一批產品中所生產的LED的電流、電壓特性均有較大的個體差異。現以大功率1W白光LED典型規格為例，按照LED的電流
、電壓變化規律來做簡要說明，一般1W白光應用正向電壓為3.0-3.6V左右，也就是說，當標稱為1W的LED在流過350毫安電流時，它兩端的電壓可能在3.1V
，也可能在3.2V或3.5V也可能是其它值，為保證1WLED的壽命，一般LED生產廠家建議燈具廠用350mA的電流去驅動
，當通過LED兩端的正向電流達到350毫安後
，LED兩端的正向電壓很小的增加，都會使LED正向電流大幅度的上升
，使LED溫度成直線上升，從而加速LED光衰，使LED的壽命縮短，嚴重時甚至燒壞LED。由於LED的電壓
、電流變化的特殊性
，因此對驅動LED的電源提出了嚴格要求。


恒流源驅動是最佳的LED驅動方式
，采用恒流源驅動，不用在輸出電路串聯限流電阻，LED上流過的電流也不受外界電源電壓變化、環境溫度變化，以及LED參數離散性的影響
，從而能保持電流恒定，充分發揮LED的各種優良特性。

采用LED恒流電源來給LED燈具供電，由於在電源工作期間都會自動檢測和控製流過LED的電流
，因此，不必擔心在通電的瞬間有過高的電流流過LED，也不必擔心負載短路燒壞電源。

有些廠家擔心電源驅動板選用電解電容會影響電源的壽命，其實是一種誤解，比如：如果選用105度，壽命為8000小時的高溫電解電容
，根據通行的電解電容壽命估算方式“每降低10度
，壽命增加一倍”，那麼它在95度環境下工作壽命為16000小時
，在在85度環境下工作壽命為32000小時，在75度環境下工作壽命為64000小時，如果實際工作溫度更低，那麼壽命會更長!由此看來，隻要選用高品質的電解電容對驅動電源的壽命是沒有什麼影響的。

還有一點值得LED燈具企業注意：由於LED在工作過程中會放出大量的熱量，使管芯結溫迅速上升，LED功率越高，發熱效應越大。LED芯片溫度的升高將導致發光器件性能的變化與電光轉換效率衰減
，嚴重時甚至失效
，根據實驗測試表明：LED自身溫度每上升5攝氏度，光通量就下降3%，因此LED燈具一定要注意LED光源本身的散熱工作，在可能的情況下盡量加大LED光源自身的散熱麵積

，盡量降低LED自身的工作溫度，如果條件允許，最好能將電源部分與光源部分隔開
，一味地追求小體積而忽視燈具及電源的工作溫度是不可取的。

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LED照明的驅動電源的問題

1、驅動電路直接影響LED壽命

我們所說的LED驅動包括數字驅動和模擬驅動兩類，數字驅動指數字電路驅動

，包括數字調光控製，RGB全彩變幻等。模擬驅動指模擬電路驅動，包括AC恒流開關電源，DC恒heng流liu控kong製zhi電dian路lu。驅qu動dong電dian路lu由you電dian子zi元yuan件jian組zu成cheng，包bao括kuo半ban導dao體ti元yuan件jian，電dian阻zu，電dian容rong，電dian感gan等deng

，這zhe些xie元yuan件jian都dou有you使shi用yong壽shou命ming
，任ren何he一yi個ge器qi件jian失shi效xiao都dou會hui導dao致zhi整zheng個ge電dian路lu的de失shi效xiao或huo者zhe部bu分fen功gong能neng失shi效xiao。 LED的使用壽命是5-10萬小時
，按5萬小時算，連續點亮，有近6年的壽命。

開關電源的壽命是很難達到6年的，市麵上出售的開關電源質保期一般是2-3年，達到6年質保的電源是軍品級別的，價格是普通電源的4-6倍
，一般的燈具廠是很難接受的。所以LED燈具的故障多為驅動電路故障。


2、散熱問題

LED為(wei)冷(leng)光(guang)源(yuan)，工(gong)作(zuo)結(jie)溫(wen)不(bu)能(neng)超(chao)過(guo)限(xian)值(zhi)
，設(she)計(ji)時(shi)還(hai)要(yao)留(liu)一(yi)定(ding)餘(yu)量(liang)。整(zheng)個(ge)燈(deng)具(ju)的(de)設(she)計(ji)要(yao)考(kao)慮(lv)外(wai)形(xing)美(mei)觀(guan)，安(an)裝(zhuang)方(fang)便(bian)，配(pei)光(guang)

，散(san)熱(re)等(deng)很(hen)多(duo)方(fang)麵(mian)問(wen)題(ti)，要(yao)在(zai)眾(zhong)多(duo)因(yin)素(su)中(zhong)尋(xun)求(qiu)平(ping)衡(heng)點(dian)，這(zhe)樣(yang)整(zheng)體(ti)的(de)燈(deng)具(ju)才(cai)是(shi)最(zui)好(hao)的(de).LED燈具的發展時間不長，可以借鑒的經驗不多，很多設計都是不斷完善的。有些LED燈具廠家所用電源為外協或者外購
，燈具設計師對電源了解不多
，給LED的de散san熱re空kong間jian較jiao大da，給gei電dian源yuan的de散san熱re空kong間jian較jiao小xiao。一yi般ban是shi設she計ji好hao燈deng具ju後hou再zai找zhao合he適shi的de電dian源yuan來lai配pei套tao，這zhe樣yang就jiu給gei電dian源yuan的de配pei套tao帶dai來lai一yi定ding的de難nan度du。經jing常chang碰peng到dao因yin燈deng具ju內nei部bu空kong間jian較jiao小xiao或huo者zhe內nei部bu溫wen度du較jiao高gao，而er且qie成cheng本ben控kong製zhi較jiao低di，無wu法fa配pei到dao合he適shi電dian源yuan。有you些xieLED燈具廠有電源研發能力
，在開始設計燈具初期進行評估

，電源的設計同步進行，就能解決以上問題。在設計中要綜合考慮LED的散熱和電源的散熱
，整體控製燈具的溫升，這樣才能設計出較好的燈具。

3、電源設計中的問題

a，功率設計。雖然LED光效高，但是還有80-85%的熱能損耗
，致使燈具內部有20-30度的溫升，如果室溫25度情況
，燈具內部就有45-55度

，電源長時間在高溫環境下工作，要保證壽命就必須加大功率餘量，一般留到1.5-2倍的餘量。

b，元件選型。燈具內部溫度45-55度情況下

，電源內部溫升還有20度左右
，則元件附近的溫度要達到65-75度。有些元件在高溫情況參數會飄移，還有些壽命會縮短，所以器件要選擇能在較高溫度長時間使用的，特別注意電解電容和導線。

C，電性能設計。開關電源針對LED的參數設計，主要是恒流參數，電流的大小決定LED的亮度，如果批量電流誤差較大，則整批燈的亮度不均勻。而且溫度的變化也能致使電源輸出電流偏移。一般是批量誤差控製在+/-5%以內，才能保證燈的亮度一致.LED的正向壓降有偏差，電源設計的恒流電壓範圍要包含LED的電壓範圍。多個LEDchuanlianshiyongshihou，zuixiaoyajiangchengyichuanlianshuliangweixiaxiandianya，zuidayajiangchengyichuanlianshuliangweishangxiandianya，dianyuandehengliudianyafanweiyaobizhegefanweishaokuanxie
，yibanshangxiaxiangeliu1-2V餘量。

d，PCB布板設計.LED燈具留給電源的尺寸較小(除非是電源外置的)，所以在PCB設計上要求較高，要考慮的因素也多。安全距離要留夠
，要求輸入和輸出隔離的電源，一次側電路和二次側電路要求耐壓1500-2000VAC，在PCB上至少要留夠3MMdejuli。ruguoshijinshuwaikededengju，zezhenggedianyuandebubanhaiyaokaolvgaoyabufenhewaikedeanquanjuli。ruguomeiyoukongjianbaozhenganquanjuliqingkuangxiajiuyaoliyongqitacuoshibaozhengjueyuan，biruzaiPCB上(shang)打(da)孔(kong)，加(jia)絕(jue)緣(yuan)紙(zhi)，灌(guan)封(feng)絕(jue)緣(yuan)膠(jiao)等(deng)。另(ling)外(wai)布(bu)板(ban)還(hai)要(yao)考(kao)慮(lv)熱(re)量(liang)均(jun)衡(heng)，發(fa)熱(re)元(yuan)件(jian)要(yao)均(jun)勻(yun)分(fen)布(bu)
，不(bu)能(neng)集(ji)中(zhong)放(fang)置(zhi)，避(bi)免(mian)局(ju)部(bu)溫(wen)度(du)升(sheng)高(gao)。電(dian)解(jie)電(dian)容(rong)遠(yuan)離(li)熱(re)源(yuan)，減(jian)緩(huan)老(lao)化(hua)，延(yan)長(chang)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)。

e

，認證問題。目前國內還沒有針對LED燈具的標準，國家相關部門正在研究製訂，國內銷售的燈具認證是參照照明燈具的標準
，外銷的是做CE或UL等認證

，還有些參照國外的LED燈deng具ju標biao準zhun來lai做zuo。所suo以yi針zhen對dui這zhe種zhong情qing況kuang，開kai關guan電dian源yuan的de設she計ji要yao同tong時shi滿man足zu以yi上shang的de這zhe些xie標biao準zhun是shi比bi較jiao困kun難nan的de，我wo們men隻zhi能neng針zhen對dui不bu同tong的de要yao求qiu滿man足zu不bu同tong的de認ren證zheng。

4、電源應用中的問題

5
、使用參數

外購電源在選擇上主要看恒流和恒流的電壓範圍。恒流值選擇為LED的標準電流偏下。電壓範圍的選擇要適中，盡量不要選擇較大範圍
，避免功率的浪費。

這些LED驅動電源問題隻是設計中可能遇到的一部分，設計人員需要對LED驅動電源有足夠的認識和學習才能更佳的避免和解決這些問題，使LED燈的優勢發揮到最大限度。